本文關(guān)鍵詞：基于雙參數(shù)加速度反饋的主動(dòng)隔振技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著精密加工、精密測(cè)量和航空航天技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和抗振性的要求變得更加嚴(yán)格,大型光刻機(jī)設(shè)備、超精密光電測(cè)試儀器、超微細(xì)加工設(shè)備等也對(duì)防微振技術(shù)及科學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境提出了更加嚴(yán)格的要求。重力補(bǔ)償器作為光刻機(jī)微動(dòng)臺(tái)中的一個(gè)重要部件,它的隔振性能將直接影響到硅片的曝光精度。振動(dòng)干擾能夠影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和系統(tǒng)的精度,因此需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行隔振處理,然而對(duì)于一些低頻振動(dòng)干擾,僅僅依靠被動(dòng)隔振是無(wú)法抑制的。因此,本課題提出了一種基于雙參數(shù)加速度反饋的主動(dòng)隔振控制技術(shù)。為了提高系統(tǒng)的隔振性能,利用了加速度反饋能夠提高系統(tǒng)虛擬質(zhì)量的特性,由此來(lái)降低其固有頻率。但是由于傳統(tǒng)加速度反饋會(huì)使音圈電機(jī)出力過(guò)大,因此需將反饋增益系數(shù)拆分成兩個(gè)參數(shù)即引入雙參數(shù)加速度反饋在保證隔振性能的同時(shí),減小電機(jī)出力。同時(shí)本課題還加入了前饋控制來(lái)提升系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)干擾的響應(yīng)速度。本課題主要研究工作如下:本課題首先研究分析了重力補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)和功能,建立了單自由度模型。通過(guò)理論推導(dǎo)與計(jì)算,得到重力補(bǔ)償器垂向運(yùn)動(dòng)部件各參數(shù),最終求得其系統(tǒng)傳遞函數(shù)。其次,建立基于重力補(bǔ)償器的單自由度隔振系統(tǒng)模型,利用負(fù)載的加速度作為反饋的控制方法。主要通過(guò)加速度反饋來(lái)提高系統(tǒng)虛擬質(zhì)量,由此來(lái)降低系統(tǒng)的固有頻率,提高其隔振性能。同時(shí)引入前饋來(lái)提高系統(tǒng)對(duì)干擾抑制的及時(shí)性。通過(guò)SIMULINK對(duì)各控制方法進(jìn)行仿真,得到其對(duì)干擾的抑制作用、電機(jī)出力大小以及對(duì)固有頻率的影響。在理論上驗(yàn)證了該控制方法的可行性以及有效性。最后,利用重力補(bǔ)償器搭建單自由度系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。先對(duì)重力補(bǔ)償器上的音圈電機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試,檢測(cè)其是否能夠滿足使用要求。對(duì)系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明:利用雙參數(shù)加速度反饋的主動(dòng)隔振控制技術(shù)后,系統(tǒng)的固有頻率由1.0Hz降低到了0.5Hz,降幅達(dá)50%,效果較為顯著。前饋與反饋相結(jié)合的控制方法不僅可以減小系統(tǒng)的固有頻率,其諧振峰處的傳遞率也有所降低,而且系統(tǒng)閉環(huán)后的振動(dòng)速度較小,相比于開(kāi)環(huán)時(shí)降低了50%,同時(shí)對(duì)基臺(tái)的干擾抑制效果優(yōu)于被動(dòng)隔振。相對(duì)加速度反饋能將系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)一步降低,達(dá)到0.2Hz,但是其諧振峰較大。
【關(guān)鍵詞】：隔振 重力補(bǔ)償器 主動(dòng)控制技術(shù) 加速度反饋
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB535.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 主動(dòng)隔振器研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 主動(dòng)隔振技術(shù)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 重力補(bǔ)償器研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 主動(dòng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 重力補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)分析及理論建模19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 重力補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)分析19-23
• 2.2.1 被動(dòng)氣浮結(jié)構(gòu)分析20-21
• 2.2.2 主動(dòng)隔振結(jié)構(gòu)分析21-23
• 2.3 重力補(bǔ)償器機(jī)械模型及傳遞函數(shù)23-27
• 2.3.1 重力補(bǔ)償器垂向運(yùn)動(dòng)部件參數(shù)計(jì)算23-27
• 2.3.2 系統(tǒng)機(jī)械模型傳遞函數(shù)27
• 2.4 主動(dòng)隔振系統(tǒng)理論建模27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 重力補(bǔ)償器隔振系統(tǒng)控制方法設(shè)計(jì)30-51
• 3.1 引言30
• 3.2 電機(jī)模型分析及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-33
• 3.3 主動(dòng)隔振系統(tǒng)的控制算法33-50
• 3.3.1 雙參數(shù)加速度反饋34-38
• 3.3.2 前饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-45
• 3.3.3 前饋與加速度反饋結(jié)合45-48
• 3.3.4 相對(duì)加速度反饋方案優(yōu)化48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 實(shí)驗(yàn)與分析51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 單自由度實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建51-55
• 4.3 主動(dòng)隔振性能實(shí)驗(yàn)分析55-64
• 4.3.1 雙參數(shù)加速度反饋主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)分析56-59
• 4.3.2 前饋與反饋復(fù)合控制實(shí)驗(yàn)分析59-62
• 4.3.3 相對(duì)加速度反饋主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)分析62-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 袁哲俊;;精密和超精密加工技術(shù)的新進(jìn)展[J];工具技術(shù);2006年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄧習(xí)樹(shù);步進(jìn)掃描光刻機(jī)模擬隔振試驗(yàn)平臺(tái)主動(dòng)減振系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于雙參數(shù)加速度反饋的主動(dòng)隔振技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：392944